Зміст:
Протоны и нейтроны в ядрах стабильных изотопов
Количество протонов в ядре атома всегда равно порядковому номеру химического элемента в таблице Менделеева. Количество нейтронов равно разности округленной атомной массы элемента и его порядкового номера
neutron = atom_massa – number
Но эта математическая формула не всегда корректна. Возьмем, к примеру медь. Порядковый номер элемента – 29. Атомная масса – 63,546. Округляем атомную массу – получаем 64. Вычисляем число нейтронов по вышеприведенной формуле: 64 – 29 = 35.
Но на самом деле изотоп 64 Cu является нестабильным изотопом (период полураспада – 12,7 часа). А стабильных изотопов меди два: 63 Cu (34 нейтрона) и 65 Cu (36 нейтронов)
Так что, для получения более точных данных лучше пользоваться справочными таблицами.
Примечание: далее * отмечены нестабильные изотопы, но с большим периодом полураспада (сопоставимым с возрастом Вселенной или большим)
Поиск изотопов
Таблица количества протонов и нейтронов
В данной таблице указано количество протонов и нейтронов в ядрах стабильных изотопов химических элементов, а также атомная масса этих изотопов.
Изотоп | Кол-во протонов | Кол-во нейтронов | Атомная масса изотопа |
---|---|---|---|
1 H | 1 | 0 | 1.00782503223 |
2 H | 1 | 1 | 2.01410177812 |
3 He | 2 | 1 | 3.0160293191 |
4 He | 2 | 2 | 4.00260325415 |
6 Li | 3 | 3 | 6.015122795 |
7 Li | 3 | 4 | 7.01600455 |
9 Be | 4 | 5 | 9.0121822 |
10 B | 5 | 5 | 10.012936862 |
11 B | 5 | 6 | 11.009305167 |
12 C | 6 | 6 | 12 |
13 C | 6 | 7 | 13.0033548378 |
14 N | 7 | 7 | 14.0030740048 |
15 N | 7 | 8 | 15.0001088982 |
16 O | 8 | 8 | 15.99491461956 |
17 O | 8 | 9 | 16.9991317 |
18 O | 8 | 10 | 17.999161 |
19 F | 9 | 10 | 18.99840322 |
20 Ne | 10 | 10 | 19.9924401754 |
21 Ne | 10 | 11 | 20.99384668 |
22 Ne | 10 | 12 | 21.991385114 |
23 Na | 11 | 12 | 22.9897692809 |
24 Mg | 12 | 12 | 23.9850417 |
25 Mg | 12 | 13 | 24.98583692 |
26 Mg | 12 | 14 | 25.982592929 |
27 Al | 13 | 14 | 26.98153863 |
28 Si | 14 | 14 | 27.9769265325 |
29 Si | 14 | 15 | 28.9764947 |
30 Si | 14 | 16 | 29.97377017 |
31 P | 15 | 16 | 30.97376163 |
32 S | 16 | 16 | 31.972071 |
33 S | 16 | 17 | 32.97145876 |
34 S | 16 | 18 | 33.9678669 |
36 S | 16 | 20 | 35.96708076 |
35 Cl | 17 | 18 | 34.96885268 |
37 Cl | 17 | 20 | 36.96590259 |
36 Ar | 18 | 18 | 35.967545106 |
38 Ar | 18 | 20 | 37.9627324 |
40 Ar | 18 | 22 | 39.9623831225 |
39 K | 19 | 20 | 38.96370668 |
40 K * | 19 | 21 | 39.96399848 |
41 K | 19 | 22 | 40.96182576 |
40 Ca | 20 | 20 | 39.96259098 |
42 Ca | 20 | 22 | 41.95861801 |
43 Ca | 20 | 23 | 42.9587666 |
44 Ca | 20 | 24 | 43.9554818 |
46 Ca | 20 | 26 | 45.9536926 |
48 Ca * | 20 | 28 | 47.952534 |
45 Sc | 21 | 24 | 44.9559119 |
46 Ti | 22 | 24 | 45.9526316 |
47 Ti | 22 | 25 | 46.9517631 |
48 Ti | 22 | 26 | 47.9479463 |
49 Ti | 22 | 27 | 48.94787 |
50 Ti | 22 | 28 | 49.9447912 |
50 V * | 23 | 27 | 49.9471585 |
51 V | 23 | 28 | 50.9439595 |
50 Cr | 24 | 26 | 49.9460442 |
52 Cr | 24 | 28 | 51.9405075 |
53 Cr | 24 | 29 | 52.9406494 |
54 Cr | 24 | 30 | 53.9388804 |
55 Mn | 25 | 30 | 54.9380451 |
54 Fe | 26 | 28 | 53.9396105 |
56 Fe | 26 | 30 | 55.9349375 |
57 Fe | 26 | 31 | 56.935394 |
58 Fe | 26 | 32 | 57.9332756 |
59 Co | 27 | 32 | 58.933195 |
58 Ni | 28 | 30 | 57.9353429 |
60 Ni | 28 | 32 | 59.9307864 |
61 Ni | 28 | 33 | 60.931056 |
62 Ni | 28 | 34 | 61.9283451 |
64 Ni | 28 | 36 | 63.927966 |
63 Cu | 29 | 34 | 62.9295975 |
65 Cu | 29 | 36 | 64.9277895 |
64 Zn | 30 | 34 | 63.9291422 |
66 Zn | 30 | 36 | 65.9260334 |
67 Zn | 30 | 37 | 66.9271273 |
68 Zn | 30 | 38 | 67.9248442 |
70 Zn | 30 | 40 | 69.9253193 |
69 Ga | 31 | 38 | 68.9255736 |
71 Ga | 31 | 40 | 70.9247013 |
70 Ge | 32 | 38 | 69.9242474 |
72 Ge | 32 | 40 | 71.9220758 |
73 Ge | 32 | 41 | 72.9234589 |
74 Ge | 32 | 42 | 73.9211778 |
75 As | 33 | 42 | 74.9215965 |
74 Se | 34 | 40 | 73.9224764 |
76 Se | 34 | 42 | 75.9192136 |
77 Se | 34 | 43 | 76.919914 |
78 Se | 34 | 44 | 77.9173091 |
80 Se | 34 | 46 | 79.9165213 |
82 Se * | 34 | 48 | 81.9166994 |
79 Br | 35 | 44 | 78.9183371 |
81 Br | 35 | 46 | 80.9162906 |
78 Kr * | 36 | 42 | 77.9203648 |
80 Kr | 36 | 44 | 79.916379 |
82 Kr | 36 | 46 | 81.9134836 |
83 Kr | 36 | 47 | 82.914136 |
84 Kr | 36 | 48 | 83.911507 |
86 Kr | 36 | 50 | 85.91061073 |
85 Rb | 37 | 48 | 84.911789738 |
87 Rb * | 37 | 50 | 86.909180527 |
84 Sr | 38 | 46 | 83.913425 |
86 Sr | 38 | 48 | 85.9092602 |
87 Sr | 38 | 49 | 86.9088771 |
88 Sr | 38 | 50 | 87.9056121 |
89 Y | 39 | 50 | 88.9058483 |
90 Zr | 40 | 50 | 89.9047044 |
91 Zr | 40 | 51 | 90.9056458 |
92 Zr | 40 | 52 | 91.9050408 |
94 Zr | 40 | 54 | 93.9063152 |
93 Nb | 41 | 52 | 92.9063781 |
92 Mo | 42 | 50 | 91.906811 |
94 Mo | 42 | 52 | 93.9050883 |
95 Mo | 42 | 53 | 94.9058421 |
96 Mo | 42 | 54 | 95.9046795 |
97 Mo | 42 | 55 | 96.9060215 |
98 Mo | 42 | 56 | 97.9054082 |
100 Mo * | 42 | 58 | 99.907477 |
96 Ru | 44 | 52 | 95.907598 |
98 Ru | 44 | 54 | 97.905287 |
99 Ru | 44 | 55 | 98.9059393 |
100 Ru | 44 | 56 | 99.9042195 |
101 Ru | 44 | 57 | 100.9055821 |
102 Ru | 44 | 58 | 101.9043493 |
104 Ru | 44 | 60 | 103.905433 |
103 Rh | 45 | 58 | 102.905504 |
102 Pd | 46 | 56 | 101.905609 |
104 Pd | 46 | 58 | 103.904036 |
105 Pd | 46 | 59 | 104.905085 |
106 Pd | 46 | 60 | 105.903486 |
108 Pd | 46 | 62 | 107.903892 |
110 Pd | 46 | 64 | 109.905153 |
107 Ag | 47 | 60 | 106.905097 |
109 Ag | 47 | 62 | 108.904752 |
106 Cd | 48 | 58 | 105.906459 |
108 Cd | 48 | 60 | 107.904184 |
110 Cd | 48 | 62 | 109.9030021 |
111 Cd | 48 | 63 | 110.9041781 |
112 Cd | 48 | 64 | 111.9027578 |
113 Cd * | 48 | 65 | 112.9044017 |
114 Cd | 48 | 66 | 113.9033585 |
116 Cd * | 48 | 68 | 115.904756 |
113 In | 49 | 64 | 112.904058 |
115 In * | 49 | 66 | 114.903878 |
112 Sn | 50 | 62 | 111.904818 |
114 Sn | 50 | 64 | 113.902779 |
115 Sn | 50 | 65 | 114.903342 |
116 Sn | 50 | 66 | 115.901741 |
117 Sn | 50 | 67 | 116.902952 |
118 Sn | 50 | 68 | 117.901603 |
119 Sn | 50 | 69 | 118.903308 |
120 Sn | 50 | 70 | 119.9021947 |
122 Sn | 50 | 72 | 121.903439 |
124 Sn | 50 | 74 | 123.9052739 |
121 Sb | 51 | 70 | 120.9038157 |
123 Sb | 51 | 72 | 122.904214 |
120 Te | 52 | 68 | 119.90402 |
122 Te | 52 | 70 | 121.9030439 |
123 Te | 52 | 71 | 122.90427 |
124 Te | 52 | 72 | 123.9028179 |
125 Te | 52 | 73 | 124.9044307 |
126 Te | 52 | 74 | 125.9033117 |
128 Te * | 52 | 76 | 127.9044631 |
130 Te * | 52 | 78 | 129.9062244 |
127 I | 53 | 74 | 126.904473 |
124 Xe * | 54 | 70 | 123.905893 |
126 Xe | 54 | 72 | 125.904274 |
128 Xe | 54 | 74 | 127.9035313 |
129 Xe | 54 | 75 | 128.9047794 |
130 Xe | 54 | 76 | 129.903508 |
131 Xe | 54 | 77 | 130.9050824 |
132 Xe | 54 | 78 | 131.9041535 |
134 Xe | 54 | 80 | 133.9053945 |
136 Xe * | 54 | 82 | 135.907219 |
133 Cs | 55 | 78 | 132.905451933 |
130 Ba * | 56 | 74 | 129.9063208 |
132 Ba | 56 | 76 | 131.9050613 |
134 Ba | 56 | 78 | 133.9045084 |
135 Ba | 56 | 79 | 134.9056886 |
136 Ba | 56 | 80 | 135.9045759 |
137 Ba | 56 | 81 | 136.9058274 |
138 Ba | 56 | 82 | 137.9052472 |
138 La * | 57 | 81 | 137.907112 |
139 La | 57 | 82 | 138.9063533 |
136 Ce | 58 | 78 | 135.907172 |
138 Ce | 58 | 80 | 137.905991 |
140 Ce | 58 | 82 | 139.9054387 |
142 Ce | 58 | 84 | 141.909244 |
141 Pr | 59 | 82 | 140.9076528 |
142 Nd | 60 | 82 | 141.9077233 |
143 Nd | 60 | 83 | 142.9098143 |
144 Nd * | 60 | 84 | 143.9100873 |
145 Nd | 60 | 85 | 144.9125736 |
146 Nd | 60 | 86 | 145.9131169 |
148 Nd | 60 | 88 | 147.916893 |
150 Nd * | 60 | 90 | 149.920891 |
144 Sm | 62 | 82 | 143.911999 |
147 Sm * | 62 | 85 | 146.9148979 |
148 Sm * | 62 | 86 | 147.9148227 |
149 Sm | 62 | 87 | 148.9171847 |
150 Sm | 62 | 88 | 149.9172755 |
152 Sm | 62 | 90 | 151.9197324 |
154 Sm | 62 | 92 | 153.9222093 |
151 Eu * | 63 | 88 | 150.9198502 |
153 Eu | 63 | 90 | 152.9212303 |
152 Gd * | 64 | 88 | 151.919791 |
154 Gd | 64 | 90 | 153.9208656 |
155 Gd | 64 | 91 | 154.922622 |
156 Gd | 64 | 92 | 155.9221227 |
157 Gd | 64 | 93 | 156.9239601 |
158 Gd | 64 | 94 | 157.9241039 |
160 Gd | 64 | 96 | 159.9270541 |
159 Tb | 65 | 94 | 158.9253468 |
156 Dy | 66 | 90 | 155.924283 |
158 Dy | 66 | 92 | 157.924409 |
160 Dy | 66 | 94 | 159.9251975 |
161 Dy | 66 | 95 | 160.9269334 |
162 Dy | 66 | 96 | 161.9267984 |
163 Dy | 66 | 97 | 162.9287312 |
164 Dy | 66 | 98 | 163.9291748 |
165 Ho | 67 | 98 | 164.9303221 |
162 Er | 68 | 94 | 161.928778 |
164 Er | 68 | 96 | 163.9292 |
166 Er | 68 | 98 | 165.9302931 |
167 Er | 68 | 99 | 166.9320482 |
168 Er | 68 | 100 | 167.9323702 |
170 Er | 68 | 102 | 169.9354643 |
169 Tm | 69 | 100 | 168.9342133 |
168 Yb | 70 | 98 | 167.933897 |
170 Yb | 70 | 100 | 169.9347618 |
171 Yb | 70 | 101 | 170.9363258 |
172 Yb | 70 | 102 | 171.9363815 |
173 Yb | 70 | 103 | 172.9382108 |
174 Yb | 70 | 104 | 173.9388621 |
176 Yb | 70 | 106 | 175.9425717 |
175 Lu | 71 | 104 | 174.9407718 |
176 Lu * | 71 | 105 | 175.9426863 |
174 Hf * | 72 | 102 | 173.940046 |
176 Hf | 72 | 104 | 175.9414086 |
177 Hf | 72 | 105 | 176.9432207 |
178 Hf | 72 | 106 | 177.9436988 |
179 Hf | 72 | 107 | 178.9458161 |
180 Hf | 72 | 108 | 179.94655 |
181 Ta | 73 | 108 | 180.9479958 |
180 W * | 74 | 106 | 179.946704 |
182 W | 74 | 108 | 181.9482042 |
183 W | 74 | 109 | 182.950223 |
184 W | 74 | 110 | 183.9509312 |
186 W | 74 | 112 | 185.9543641 |
185 Re | 75 | 110 | 184.952955 |
187 Re * | 75 | 112 | 186.9557531 |
184 Os | 76 | 108 | 183.9524891 |
186 Os * | 76 | 110 | 185.9538382 |
187 Os | 76 | 111 | 186.9557505 |
188 Os | 76 | 112 | 187.9558382 |
189 Os | 76 | 113 | 188.9581475 |
190 Os | 76 | 114 | 188.9581475 |
192 Os | 76 | 116 | 191.9614807 |
191 Ir | 77 | 114 | 190.960594 |
193 Ir | 77 | 116 | 191.962605 |
190 Pt * | 78 | 112 | 189.959932 |
192 Pt | 78 | 114 | 191.961038 |
194 Pt | 78 | 116 | 193.9626803 |
195 Pt | 78 | 117 | 194.9647911 |
196 Pt | 78 | 118 | 195.9649515 |
198 Pt | 78 | 120 | 197.967893 |
197 Au | 79 | 118 | 196.9665687 |
196 Hg | 80 | 116 | 195.965833 |
198 Hg | 80 | 118 | 197.966769 |
199 Hg | 80 | 119 | 198.9682799 |
200 Hg | 80 | 120 | 199.968326 |
201 Hg | 80 | 121 | 200.9703023 |
202 Hg | 80 | 122 | 201.970643 |
204 Hg | 80 | 124 | 203.9734939 |
203 Tl | 81 | 122 | 202.9723442 |
205 Tl | 81 | 124 | 204.9744275 |
204 Pb | 82 | 122 | 203.9730436 |
206 Pb | 82 | 124 | 205.9744653 |
207 Pb | 82 | 125 | 206.9758969 |
208 Pb | 82 | 126 | 207.9766521 |
209 Bi * | 83 | 126 | 208.9803987 |
232 Th * | 90 | 142 | 232.0380553 |
235 U * | 92 | 143 | 235.0439299 |
§ 22. Сучасна модель атома. Протонно-нейтронна модель ядра атома. Ядерні сили. Ізотопи
Історія фізичної науки налічує майже 2500 років, але тільки минулого століття фізики перетворилися з поважних викладачів і кабінетних учених на консультантів урядів. Кількість фахівців-фізиків збільшилася в сотні разів, було створено величезні підприємства для виробництва фізичних приладів і обладнання (рис. 22.1). І сталося це передусім завдяки успіхам ядерної фізики, яка вивчає структуру та властивості атомних ядер, процеси, що в них відбуваються, та механізми перетворення атомних ядер. У цьому параграфі ви детальніше дізнаєтесь про атом і атомне ядро.
Рис. 22.1. Найбільша на сьогодні дослідницька установка — прискорювач заряджених частинок, перший запуск якого відбувся в 2008 р.: а — вигляд ізсередини; б — схематичне зображення. Вражають розміри цього прискорювача: елементарні частинки розганяються у величезному кільці завдовжки 26 км. Країни Європи мусили об’єднати свої зусилля, щоб побудувати це диво техніки
1. Дізнаємося про класичний дослід Резерфорда
Експерименти, здійснені вченими протягом XIX ст., довели, що атом має складну структуру. Фізикам стало відомо, що до складу атома входять електрони, які мають негативний заряд, а власне атом є нейтральним.
У 1908-1911 рр. під керівництвом Ернеста Резерфорда (рис. 22.2) досвідчений дослідник Ганс Ґейґер (1882-1945) і молодий аспірант Ернест Марсден (1889-1970) проводили серію дослідів щодо з’ясування структури атома. Для дослідів учені використали речовину, із якої з великою швидкістю вилітали позитивно заряджені частинки — так звані α-частинки (альфа-частинки).
Рис. 22.2. Ернест Резерфорд (1871-1937) — видатний англійський фізик. Заклав основи вчення про радіоактивність і будову атома, здійснив першу ядерну реакцію. Лауреат Нобелівської премії (1908 р.), член усіх академій наук світу
Вузький пучок α-частинок зі свинцевого контейнера спрямовувався на тонку золоту фольгу, а далі потрапляв в екран, покритий шаром кристалів цинк сульфіду (рис. 22.3). Якщо в такий екран улучала α-частинка, то в місці її влучання відбувався слабкий спалах світла. Учені спостерігали спалахи за допомогою мікроскопа та реєстрували влучання α-частинок в екран.
Рис. 22.3. Схема досліду з розсіяння α-частинок (дослід Резерфорда)
У результаті дослідів було з’ясовано, що переважна більшість α-частинок проходить крізь золоту фольгу, не змінюючи напрямку руху, деякі відхиляються від початкової траєкторії. А от приблизно одна з 20 000 частинок відскакувала від фольги, начебто натикаючись на якусь перешкоду (рис. 22.4).
Рис. 22.4. Траєкторії α-частинок, що пролітають поряд із ядром Ауруму. Чим ближче до ядра пролітає α-частинка, тим більша сила відштовхування, яка діє на неї, і тим більше частинка відхиляється від початкової траєкторії
Зрозуміло, що Е. Резерфорд не міг бачити внутрішню структуру атома, тому він залучив логіку. Якщо позитивний заряд і маса рівномірно розподілені по всьому об’єму атома (а саме таке уявлення про атом існувало на той час), то всі α-частинки повинні були пролетіти крізь фольгу практично не відхиляючись, адже їхня енергія величезна (це приблизно як бити м’ячем крізь павутиння).
Якщо ж позитивний заряд і маса зосереджені в невеликому об’ємі всередині атома, а навколо — «порожнеча», то бомбардування α-частинками нагадуватиме кидки тенісними м’ячиками через поле, на якому розташована закріплена на жердині металева банка. Тільки в мізерній кількості випадків м’ячики влучать у банку та відскочать від неї, решта ж пролетить повз.
Очевидно, що друге припущення значно більше підходить для пояснення результатів експерименту. Таким чином, після зазначених дослідів Резерфорд у 1911 р. запропонував ядерну модель будови атома: атом складається з позитивно зарядженого ядра, оточеного негативно зарядженими частинками — електронами; саме в ядрі зосереджена мало не вся маса атома.
• На вашу думку, чи відскочила б α-частинка в досліді Резерфорда, якби ядро мало негативний заряд? якби маса ядра була набагато меншою від маси α-частинки?
Хоча в ядрі зосереджена майже вся маса атома, розмір ядра порівняно з атомом надзвичайно малий (діаметр атома становить приблизно 10 -10 м, а ядра — 10 -15 м). Для наочності уявіть, що атом вдалося збільшити до розміру великого стадіону. При цьому розмір ядра такого атома теж має зрости. На скільки? Обчислення показують, що діаметр ядра атома дорівнював би розміру мурахи, що повзе по траві стадіону.
Ядерна модель атома, запропонована Резерфордом, була розвинена в роботах видатного данського фізика Нільса Бора (1885-1962). Саме на ядерній моделі ґрунтується сучасне уявлення про будову атома (рис. 22.5).
Рис. 22.5. «Еволюція» моделі атома
2. Згадуємо будову атомного ядра
Із курсів фізики і хімії ви добре знаєте, що атомне ядро складається із частинок двох видів: протонів, які мають позитивний електричний заряд, і нейтронів, які не мають заряду. Маса протона приблизно дорівнює масі нейтрона та майже у 2000 разів більша за масу електрона. Протони й нейтрони, що входять до складу ядра атома, називають нуклонами. Сумарну кількість протонів і нейтронів в атомі називають нуклонним (масовим) числом і позначають символом А.
Атом є електрично нейтральним: сумарний заряд протонів у ядрі дорівнює сумарному заряду електронів, що розташовані навколо ядра. Оскільки заряд протона за модулем дорівнює заряду електрона, то зрозуміло, що в атомі кількість протонів дорівнює кількості електронів.
Кількість протонів у ядрі називають зарядовим (протонним) числом і позначають символом Ζ. Порядковий номер елемента в Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва відповідає кількості протонів у ядрі (зарядовому числу).
Знаючи зарядове (Ζ) і масове (А) числа ядра атома, можна визначити кількість нейтронів (Ν) у цьому ядрі: N = Α – Ζ.
Вид атомів, який характеризується певним значенням зарядового числа та певним значенням масового числа, називають нуклідом (рис. 22.6)
Рис. 22.6. Позначення нукліда хімічного елемента
• Скільки протонів і нейтронів містить ядро нукліда Алюмінію ( 27 13Al)?
Якщо різні нукліди мають однакове зарядове число, то їхні хімічні властивості є однаковими — нукліди належать одному хімічному елементу.
Різновиди атомів того самого хімічного елемента, ядра яких містять однакове число протонів, але різну кількість нейтронів, називають ізотопами («однакові за місцем»).
Кожний хімічний елемент має декілька ізотопів (рис. 22.7).
Рис. 22.7. Ізотопи Гідрогену, які існують у природі. Символом е – позначено електрони, р + — протони, n — нейтрони
3. Дізнаємося про сильну взаємодію
Ви вже знаєте, що електрони, маючи негативний заряд, утримуються навколо позитивного ядра завдяки електромагнітній взаємодії. Але яким чином у складі одного ядра і на дуже близькій відстані один від одного утримуються протони, адже однойменно заряджені частинки відштовхуються?
З’ясовано, що всі частинки в ядрі притягуються одна до одної завдяки взаємодії, яка в сотні разів сильніша, ніж електромагнітне відштовхування протонів (рис. 22.8). Саме тому взаємодію нуклонів називають сильною взаємодією.
Рис. 22.8. Сили взаємодії між нуклонами ядра
Сили, які діють між протонами й нейтронами в ядрі та забезпечують існування атомних ядер, називають ядерними силами.
Основні властивості ядерних сил:
- 1) є тільки силами притягання;
- 2) є близькодіючими: вимірювання показали, що ядерні сили між нуклонами виявляються лише на відстанях, які приблизно дорівнюють розмірам нуклона (10 -15 м);
- 3) не залежать від заряду: на однаковій відстані сили, що діють між двома протонами, між двома нейтронами або між протоном і нейтроном, є однаковими;
- 4) мають властивість насичення: нуклон виявляється здатним до ядерної взаємодії одночасно лише з невеликою кількістю нуклонів-«сусідів».
Відкриття будови атомного ядра сміливо можна назвати «міжнародним».
Протон відкрив англійський фізик, уродженець Нової Зеландії Ернест Резерфорд (1911 р.), нейтрон — англійський фізик Джеймс Чедвік (1932 р.). Гіпотезу про протонно-нейтронну будову ядра атома вперше незалежно один від одного висловили радянський учений, уродженець Полтавщини Дмитро Дмитрович Іваненко і німецький учений Вернер Гейзенберґ (1932 р.). Відтоді уявлення про будову ядра практично не змінилися.
Підбиваємо підсумки
У результаті дослідів під керівництвом Е. Резерфорда було створено ядерну модель будови атома, згідно з якою весь позитивний заряд атома зосереджений у його ядрі — частині, розміри якої незначні порівняно з розмірами атома.
Ядра атомів складаються з нуклонів — протонів і нейтронів. Кількість протонів (Z) у ядрі атома даного елемента дорівнює порядковому номеру цього елемента в Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва, кількість нуклонів (А) — масовому числу.
Вид атомів, який характеризується певною кількістю протонів і певною загальною кількістю нуклонів, називають нуклідом.
Різновиди хімічного елемента, атоми яких містять у своїх ядрах однакову кількість протонів, але різну кількість нейтронів, називають ізотопами даного хімічного елемента.
У ядрі нуклони утримуються разом завдяки дії ядерних сил. Ядерні сили є близькодіючими — на відстанях, більших за розмір нуклона, вони не виявляються.
Контрольні запитання
1. Опишіть дослід Е. Резерфорда із розсіяння α-частинок та його результати. 2. Із яких частинок складається атом? атомне ядро? 3. Що таке зарядове число? масове число? 4. Як визначити кількість протонів і нейтронів у ядрі? Наведіть приклад. 5. Що таке нуклід? 6. Які нукліди називають ізотопами? Назвіть ізотопи Гідрогену. 7. Який тип взаємодії забезпечує утримання нуклонів у ядрі атома? 8. Дайте означення ядерних сил, назвіть їхні властивості.
1. Скільки протонів і скільки нейтронів міститься в ядрі атома Аргону 40 18Аr?
2. Чим відрізняються ядра ізотопів Урану: 238 82U i 235 92U?
3. У ядрі атома Бору міститься 5 протонів і 6 нейтронів. Скільки електронів у цьому атомі? скільки нуклонів у ядрі цього атома?
4. Серед поданих символів хімічних елементів визначте той, що відповідає атому з найбільшою кількістю електронів: Са, Cu, Ge, Sb, Р. Скористайтеся Періодичною системою хімічних елементів Д. І. Менделєєва.
5. Оцініть силу ядерної взаємодії між протонами ядра на відстані 10 -15 м.
6. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся про життя й наукову діяльність нашого співвітчизника Дмитра Дмитровича Іваненка.